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Dokumentenidentifikation DE3612864C2 30.03.1989
Titel Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern hoher Oberflächengüte
Anmelder MAN Technologie GmbH, 8000 München, DE
Erfinder Wenner, Ulrich, Dipl.-Ing., 3110 Uelzen, DE;
Burkard, Klaus, 8047 Karlsfeld, DE
DE-Anmeldedatum 16.04.1986
DE-Aktenzeichen 3612864
Offenlegungstag 22.10.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.03.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.03.1989
IPC-Hauptklasse B29C 33/68
Zusammenfassung Zur Herstellung von Faserverbundkörpern mit hoher Oberflächengüte wird vorgeschlagen, im Wickelprozeß eine dünne Kunststoffolie (10) als Trennmittel auf einen lösbaren Dorn (11) aufzubringen und darauf die Fasern (12) zu wickeln. Diese Kunststoffolie erlaubt ein problemloses Abziehen des Wickelkörpers vom Dorn und sie haftet fest am Wickelkörper unter Bildung einer sehr glatten Oberfläche, die keiner Nachbearbeitung bedarf.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Faserverbundkörpern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bekannt, daß man beim Wickeln von mit Kunststoff getränkten Fasern auf einen Dorn Trennmittel verwendet, wie z. B. Wachs oder Polyvinylalkohol, um den Wickelkörper nach dessen Herstellen vom Dorn trennen zu können. Diese Trennmittel, die auch vom Wickelkörper entfernt werden müssen, hinterlassen an der Innenoberfläche des Wickelkörpers eine gewisse Rauhigkeit, einen Klebfilmrest und ähnliches, so daß eine mechanische Nachbearbeitung der Innenfläche erforderlich ist, wenn eine entsprechende Oberflächengüte verlangt wird. Außerdem sind Trennmittelreste in der Wickelkörperinnenoberfläche ausschleifbar. Obengenanntes gilt auch bei anderen Herstellungsarten wie Pressen, Vakuumpressen und Formbelegen durch Handlaminate.

Nach der DE-PS 23 19 935 ist es bekannt, zum Herstellen von Verbundkörpern als Trennmittel eine dünne Kunststoffolie zu verwenden. Diese ist aber nur zum Trennen von Verbundkörper und Form vorgesehen und nicht integraler Bestandteil des Verbundkörpers. So soll eine Folie möglichst häufig beim Trennvorgang wiederverwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem Faserverbundkörper herstellbar sind, deren Oberflächen ohne Nachbehandlung eine hohe Oberflächengüte haben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Bei der Verwendung der Folie konnte festgestellt werden, daß einerseits der Verbundkörper leicht vom Dorn bw. von der Form getrennt werden kann und andererseits sich die Folie fest mit dem Verbundkörper verbindet und zwar derart, daß die Folie nachträglich nicht mehr entfernt werden muß. Dadurch erübrigt sich nicht nur eine Nachbehandlung der Innenfläche des Verbundkörpers, sondern, was von großer Bedeutung ist, es wird mit der Folie eine Konturgenauigkeit erreicht, die besser ist, als eine z. B. durch mechanisches Schleifen erreichte Oberfläche.

Die Kunststoffolie wird vorzugsweise durch Erwärmung auf den Dorn aufgeschrumpft, wobei eine genaue Anpassung der Folie an die Dornkontur erfolgt, ohne daß eventuelle Falten entstehen.

Die Wahl des Materials der Folie richtet sich nach dem Material des herzustellenden Verbundwerkstückes, wobei darauf zu achten ist, daß eine gute Haftung bzw. Verkleidung zwischen den beiden Materialien möglich ist. Die Folie kann beispielsweise aus Polyester bestehen. Ist das Werkstück aus Duroplast, so wird man eine Folie aus einem duroplastischen Material wählen.

Die Foliendicke bewegt sich im µm-Bereich, sie ist vorzugsweise 5 bis 20 µm dick. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Verbundkörpern im Wickel- oder Preß-Verfahren und wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Nach Fig. 1 wird eine entsprechend dimensionierte schlauchförmige Kunststoffolie (10) über einen Dorn (11) gestülpt, an den Enden fixiert und durch Temperaturzugabe (z. B. 120°C) aufgeschrumpft. Damit nimmt die Folie (10) die genaue Kontur des Außenumfanges des Dornes (11) an, der entsprechend bearbeitet wurde. Auf die Folie (10) wird nun mit bekannten Wickelverfahren eine mit Matrixmaterial getränkte Faser (12) in gewünschten Lagen aufgewickelt.

Nach Beendigung des Wickelprozesses wird der Wickelkörper samt dem Dorn (11) auf eine entsprechende Temperatur gehalten, bis die Matrix ausgehärtet ist. Anschließend wird der Wickelkörper (13) zusammen mit der Folie (10) vom Dorn (11) abgezogen. Damit ist die Herstellung eines Wickelkörpers (13) beendet, dessen innere Mantelfläche (14) eine sehr hohe Oberflächengüte hat. Die innere Mantelfläche (14) des Wickelkörpers (13) wird dabei von der dünnen, die Kontur des Außenumfanges des Dornes (11) annehmenden Kunststoffolie (10) gebildet, die, wie die Erfahrungen zeigten, bei entsprechender Wahl des Folienmaterials über die gesamte Fläche (14) mit dem Wickelkörper (13) verbunden ist.

Fig. 2 zeigt einen nach dem obigen Verfahren hergestellten Wickelkörper (13), dessen innere Mantelfläche (14) durch die Folie (10) begrenzt ist.

Fig. 3 zeigt einen Aufbau zur Herstellung eines Verbundkörpers nach der Erfindung unter Anwendung einer Form (20). In die Form (20) wird eine Kunststoffolie (21) eingelegt und durch Erzeugung eines Vakuums unterhalb der Folie (21) während der unter Wärmeeinwirkung bewirkten Schrumpfung fest an die Innenwandung der Form (20) angelegt. Über ein Rohr (22) kann zu diesem Zweck die Luft zwischen Folie (21) und Form (20) abgesaugt werden.

Entsprechend der linken Seite der Fig. 3 wird dann ein den Verbundkörper bildendes Laminat (23) eingelegt. Das Laminat kann ein teilgehärtetes Pregpreg, oder es können mit Harz getränkte Gewebe sein. Zur Erhaltung der oberen, freien Kontur des Laminats (23) während des thermischen Aushärtungsprozesses wird das Laminat (23) mit einem sogenannten Vakuumsack (24) überzogen. Durch Abzug der zwischen dem Laminat (23) und dem Vakuumsack (24) enthaltenen Luft (25) wird der Vakuumsack (24) entsprechend der zu beiden Seiten des Sackmaterials herrschenden Druckdifferenz an das Laminat (23) angedrückt. Auf diese Weise bleibt die vorgegebene Form, des Laminats (23) bei der anschließenden Wärmebehandlung zur Aushärtung der Matrix des Laminats, bei der die Matrix weich wird, erhalten.

Die Kunststoffolie eignet sich auch als Trennmittel bei Spritz- oder Gießverfahren und bei der Herstellung von Körpern aus mehreren Schichten (26, 27) wie Fig. 3 rechts zeigt. Die Schichten (26, 27) können verschiedene Kunststoff- oder Kunststoff/Metall-Schichten sein.

So kann die erste Schicht (26) aus Metall bestehen z. B. aus reinem Nickel, das auf die Kunststoffolie (21) aufgespritzt wird. Darauf wird als zweite Schicht (27) Faserlaminat im Trocken- oder Naßverfahren aufgebracht. Der Verbund (26, 27) wird schließlich nach Anbringung des Vakuumsackes (24) auf der Härtungstemperatur ausgehärtet.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern hoher Oberflächengüte unter Anwendung von Dornen oder Formen, bei dem auf dem Dorn oder auf der Form eine Kunststoffolie als Trennmittel und anschließend das Verbundmaterial aufgebracht wird und wobei der Verbundkörper nach dessen Herstellung vom Dorn oder der Form gelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kunststoffolie (10, 21) ein Material verwendet wird, das eine gute Haftung mit dem die Kunststoffolie begrenzenden Material eingeht, so daß die Folie nach dem Entformen des Verbundkörpers einen die Oberflächenschicht bildenden, integralen Bestandteil des Verbundkörpers (12, 13, 23) ergibt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (10, 21) durch Erwärmung auf den Dorn (11) oder die Form (20) aufgeschrumpft wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (10) eine Folienstärke von etwa 5-20 µm hat.






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